Development of Facial Palsy Grading System with Three Dimensional Image Processing

3차원 영상처리를 이용한 안면마비 평가시스템 개발

  • 장민 (상지대학교 일반대학원 동서의료공학과) ;
  • 신상훈 (상지대학교 한방의료공학과)
  • Received : 2015.04.27
  • Accepted : 2015.05.27
  • Published : 2015.05.30

Abstract

The objective grading system for the facial palsy is needed. In this study, the facial palsy grading system was developed with combination of three dimensional image processing and Nottingham scale. The developed system is composed of 4 parts; measurement part, image processing part, computational part, facial palsy evaluation & display part. Two web cam were used to get images. The 8 marker on face were recognized at image processing part. The absolute three dimensional positions of markers were calculated at computational part. Finally, Nottingham scale was calculated and displayed at facial palsy evaluation & display part. The effects of measurement method and position of subject on Nottingham scale were tested. The markers were measured with 2-dimension and 3-dimension. The subject was look at the camera with $0^{\circ}$ and $11^{\circ}$ rotation. The change of Scale was large in the case of $11^{\circ}$ rotation with 2-dimension measurement. So, the developed system with 3-dimension measurement is robust to the orientation change of subject. The developed system showed the robustness of grading error originated from subject posture.

본 연구에서는 3차원 영상처리와 노팅험 스케일을 이용하여 안면마비 평가 시스템을 개발하였다. 시스템은 측정부, 영상처리부, 연산부, 그리고 안면마비 평가 및 출력부로 구성되어 있다. 두 개의 웹캠을 사용하여 안면부의 8곳에 부착된 마커의 3차원 위치를 계산하였으며, 이를 이용하여 노팅험 스케일을 계산하고 화면에 보여준다. 피험자의 자세변화와 측정방식이 노팅험 스케일에 미치는 영향을 조사하였다. 측정방식은 2차원과 3차원을 비교하였으며, 피험자자세는 정면응시와 $11^{\circ}$ 측면응시를 비교하였다. 측면응시한 피험자를 2차원 방식으로 측정한 경우의 오차가 가장 컸다. 3차원 측정방식이 피험자의 자세변화에 따른 오차에 가장 덜 민감하였다.

Keywords

References

  1. JW House, DE Brackmann, "Facial nerve grading system," Otolaryngology Head and Neck Surgery, vol. 93, no. 2, pp. 146-147, 1985. https://doi.org/10.1177/019459988509300202
  2. GE Murty, JP Diver, PJ Kelly, GM O'Donoghue, PJ Bradley, "The Nottingham System: objective assessment of facial nerve function in the clinic," Otolaryngology Head and Neck Surgery, vol. 110, no. 2, pp. 156-161, 1994. https://doi.org/10.1177/019459989411000203
  3. Y Satoh, J Kanzaki, S Yoshihara, "A comparison and conversion table of 'the House-Brackmann facial nerve grading system' and 'the Yanagihara grading system'," Auris Nasus Larynx, vol. 27, no. 3, pp. 207-212, 2000. https://doi.org/10.1016/S0385-8146(99)00049-8
  4. 서은비, 주현아, 임진영, 황충연, "말초성 안면신경마비의 예후인자로서 Electroneuronography (ENoG)의 유용성에 대한 연구," 한방안이비인후피부과학회지, 제24권, 제3호, pp. 55-64, 2011.
  5. 성원석, 김필군, 구본혁, 유희경, 석경환, 이주현, 김민정, 박연철, 서병관, 박동석, 백용현, "안면신경마비 예후인자로서 근전도검사(EMG)와 조기 시행한 신경전도검사(ENoG)의 유용성에 대한 연구: 한양방 협진치료 기반으로," 대한침구학회지, 제30권, 제4호, pp.115-123, 2013.
  6. 김대수, 박용호, 유미경, 박윤희, 박수연, 최정화, 김종한, "적외선 체열진단을 이용한 구안와사 환자(Bell's palsy)의 호전기간에 대한 임상연구," 한방안이비인후피부과학회지, 제19권, 제2호, pp. 202-211, 2006.
  7. 장민, 신상훈, "영상처리를 이용한 안면신경마비 평가시스템 개발," 대한한의진단학회지, 제17권, 제3호, pp.233-240, 2013.
  8. G Bradski, A Kaebler. Learning OpenCV:Computer Vision with the OpenCV Library. O'REILLY, pp. 415-419, 2008.